Page 221 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

第 1 期 郑力等：竹刨花-铁耦合体系对低碳氮比污水的脱氮性能 · 217 ·

−
96.25%。利用一级动力学模型 对 6 个体 系 NO -N
3
浓 度 变 化 曲 线 进 行 拟 合 ， 均 符 合 一 级 动 力 学
（R >0.98 ，P <0.000 1） ， 分 别 为 0.015 6、 0.020 6、
2
k
0.030 2、0.031 3、0.034 6、0.033 3 h 。 从 k 可知，耦
−1
合体系反应速率均高于单纯竹刨花体系， 当 Fe/ 为
C
0.125: 时，耦合体系的 k 比单纯竹刨花体系高近
1
1 倍，但随 着 Fe/ 进一步增加， 提升不显著。已有
k
C
研究指出，在微生物-Fe 系统中，单质铁剂量与污
0
−
染 物 去 除 率 之 间 并 不 遵 循 线 型 关 系 [28] 。NO -N
图 2 竹刨花释碳、氮特征 2
是 NO - N 还原反应的第一步产物 [29] ，由图 3（b）
−
Fig.2 Carbon and nitrogen release characteristics of 3
−
可知， 个体系在整个反应过程中 的 NO 积累量
bamboo shavings 6 2 - N

−
都较少，均小 于 1 mg/L，其中耦合体 系 NO 浓度
N
-
2
−
知，不 同 Fe/ 下， 个反应体 系 NO -N浓度变化趋 低于单纯的竹刨花体系。综上，从反硝化效果和成
C
6
3
势 基 本 一 致 ， 反 应 144 后 ，NO - N 去 除 率 分 别 本 方面考虑，后期动态试验耦合填 料 定为
−
h
3 2 Fe/ C
为 87.17% 、91.09% 、97.13% 、96.64% 、97.24%、 0.125∶1。

图 3 Fe/ 对竹刨花体系反硝化脱氮效果的影响
C
Fig.3 Effect of Fe/C ratio on denitrification of bamboo shavings system

2.3 竹刨花-铁耦合体系动态反硝化脱氮效果 机物溶出较多，但由于微生物数量有限，只有部分有
2.3.1 出水有机物浓度变化特征 机物被利用，因此出 水 TO 浓度较高；随着微生物
C
1 和 # 2 试验组有机物释放情况如 图 4所示。由 不断生长，较多的有机物被利用，TO 浓度迅速下降。
#
C
图 4 可知， 组的进 水 TO 浓度小 于 2 mg/L，COD< 2）运行 约 10 后，竹刨花表层可溶性物质迅速被消
C
2
d
15 mg/L，出 水 TO 浓度均在运行 第 1 天达到最大， 耗殆尽，微生物只能分解利用纤维素类物质，且分解
C
之后迅速降低，10 后基本稳定。运 行 10～81 d， 与利用基本达到平衡，只有少量有机物随水流出。
d
1 和 # 2 试验组出水 TO C 浓度分别为（5.70±1.77）、 因此，两组出水有机物浓度 在 10～81 稳定维持在
#
d
#
（7.63±3.98） mg/L，其 中 2 试验组出 水 TO 浓度相 较低水平。可能由于耦合体系中铁促进了微生物生
C
#
比 1 试验组高约 34%，但整体浓度都较低。运行 长 [17] ，使微生物对有机物的分解作用增强，导 致 2 试
#
50～80 d，两组出水 的 COD分别 为 (28.58±5.51 和 验组出 水 TO 浓度 与 CO 均略高 于 1 试验组。
#
)
D
C
(31.81±5.56) mg/L，均低 于 40 mg/L。运行期间，出 2.3.2 T 去除效果
N
水 TO 浓度 和 CO D 均较进水高，这是由于竹纤维 1 和 # 2 试验组 的 T N 浓度变化曲线和去除率如
#
C
释放的部分有机物未被微生物利用，随水流出导 图 5 所示。由 图 5 可知，运行 前 12 两组的出水
d
致。另外，研究显示，TOC/CO 约 为 0.3～0.5 [11] ，而 T 浓度波动较大： 第 1 天两组出 水 T 浓度均高于
N
N
D
两组出水 TO C 浓度基本维持在较低水平，出水 进 水 T N 浓度，之后迅速下降； 第 4 天两组出水的
CO 不高，说明将竹刨花作为固体碳源，有机物释放 T 浓度都降至最低，之后又快速上升， 第 10～1 天
D
1
N
稳定，二次污染风险较小。本试验有机物释放趋势 达到峰值，之后逐渐稳定。试验初始竹刨花中可溶
与邵留等 [30 ] 的研究结果类似，其原因如下：1）初期有 性有机物大量溶出，所以两组 第 1 天出 水 T 浓度均
N